美国另类摇滚乐队REM
大团圆结局
艾克四十二世利用他的时光穿梭机回到了过去，他警告艾克三世，如果他继续驾驶保时捷，后面等待他的将是灾难！这一来自未来的客人让艾克三世感到无比震惊，他乖乖地听从了艾克四十二世的警告。他将保时捷卖掉，换了一辆菲亚特，从此过上了一种怡然自得的生活。
能再次与哥哥团聚，阿西娜狂喜无比，看到自己的好朋友迪特尔也非常高兴。可是两个人都感到有点儿纳闷：艾克好像从来就没有离开过呀！阿西娜和迪特尔觉得，艾克对他们讲述的时间旅行纯属虚构。即使在梦里，肥猫也从不曾在时间里轮回，兔子也从未到达过一个有额外时间维度的站点，而量子侦探也会拒绝思考如此古怪的时间行为。但阿西娜和迪特尔喜欢圆满的大结局，因此他们权且放下疑惑，欣然地接受了艾克的幻想故事。
这些年来，虽然物理学的发展令人赞叹，但我们仍不知该如何驾驭引力，也不知该如何用意念隔空取物。或许，在额外维度的研究上大量投入还为时过早。我们不知道该如何将我们生活的宇宙与能在其中进行时间轮回的宇宙联系起来，所以也没人能制造出一台时间机器，而且很有可能无论将来还是过去，都没有人能制造得出来。
虽然像这样的观点还只停留在科幻领域，但我们生活的世界着实是充满了神奇和秘密。我们的目的是要弄清楚：其中的片段是如何连接起来的？它们又是如何发展到目前这种状态的？我们还未弄明白的联系都是些什么？像前几章里我提出的问题，它们的答案又是什么？
即便物质的最根本来源还有待我们进行更深入的理解，但我希望你相信，在我们实验能探测的尺度内，我们已经掌握了自然许多方面的根本性质。即使我们还不知道时空的根本元素，但在远大于普朗克长度的尺度上，我们确实认识了它的属性。在这些领域里，我们可以使用我们已掌握的物理学定律，推导出我已描述的各种结果。有关额外维度和膜，我们遇到了许多出乎意料的特征。这些特征有可能会发挥重要的作用，帮助我们解开宇宙的一些秘密。
额外维度拓宽了我们的视野和想象，让我们看到更多新奇的可能。现在我们知道，额外维度的构成可以以任意多种形状和大小出现：它们可以有弯曲的额外维度，也可以有大额外维度；它们有可能是一个膜，也有可能是两个膜；它们可能让一些粒子在体空间中，而让另外的粒子被束缚于膜上。宇宙比我们能想象的任何东西都更为庞大、更为丰富，也更为多样。
究竟哪一个观点能描述我们的真实世界？我们只能等待真实世界来回答。精彩的是，它可能会给我们提供答案。我描述的这些额外维度模型，最令人激动的性质就是，它们会产生实验结果。这一令人瞩目的事实，其意义无论怎么强调都不过分。额外维度模型（我们原以为它们要么根本不可能，要么根本不可见）能够产生我们看得见的结果，而从这些结果中，我们可能推导出额外维度是否存在。如若这样，我们有关宇宙的观点将不可避免地被改变。
在天体物理学或宇宙学中，额外维度可能会得到验证。物理学家正在发展额外维度宇宙中黑洞的详细理论，研究发现它们尽管与四维黑洞属性类似，却仍存在一些细微的差异。额外维度黑洞可能最终会表现出明显不同的属性，足以让我们分辨出差异。
宇宙学发现还可能告诉我们更多关于时空结构的东西。当今实验探索的是宇宙几十亿年前的样子，许多发现与预言相符，但也存在一些重要的问题。如果我们生活在一个高维宇宙里，它在其早期一定大不相同，其中的一些差异就可能会帮助我们解释一些令人费解的现象。物理学家正在研究额外维度对宇宙学的意义，我们有可能了解隐藏在其他膜上的暗物质，或隐藏的高维体空间所贮存的宇宙能量。
LHC是一个巨大的赌注——对物理学家来说，这再好不过了。几乎可以肯定的是，LHC实验会发现新的粒子，它们的性质会给我们一些超越标准模型的新见解。更令人激动的是，没人知道这些新粒子会是什么。
在我从事物理学研究的过程中，我们发现的新粒子一直都是那些理论研究已告诉我们必然会发现的粒子。我并不是不重视这些发现——它们都是令人惊叹的成就，但如果能发现一些全新的、未知的东西将更加令人激动。在LHC投入运行之前，没人真正确信自己集中努力的方向是什么，来自LHC的结果将可能改变我们对世界的看法。
LHC将有足够的能量生成新的粒子类型，它们有望揭示许多秘密。这些粒子可能是超对称伙伴或四维模型预言的其他粒子；也有可能是卡鲁扎-克莱因粒子——穿行于额外维度里的粒子。是否能看到、何时能看到这些KK粒子将完全取决于我们生活的宇宙有多大以及是什么形状。我们是否生活在一个多重宇宙里？这一宇宙的大小和形状会让我们看到KK粒子吗？
针对等级问题的所有模型在弱力级别上都将产生可见的结果。弯曲几何的印记尤其神奇：如果这一理论正确，我们将探测到KK粒子，并由它们留下的线索测知其属性。相反，如果其他额外维度模型正确地描述了世界，那么能量会消失在额外维度里，而我们最终可以通过不平衡的能量探测到那些维度。
当然，我们还无法得知所有的答案，但宇宙的大门很快就将打开：天体物理学对宇宙的探索将比以前更远、更早，也更详尽。在从未探测到的更小尺度上，LHC的发现将告诉我们物质的本质。而在高能量上，我们对宇宙真相的认识也已经要爆满了。
宇宙将慢慢揭开其神秘的面纱，而我，迫不及待地想要一睹芳容。
译者后记
2008年9月10日，欧洲核子研究中心的大型强子对撞机进行了首次实验。无数科学家对此翘首以待，其中就包括本书的作者兰道尔教授。对撞实验也引起了全球许多普通民众的关注，关于高能物理，关于宇宙起源，关于物质本源，人们想知道得更多。本书可以让我们更多地了解近代物理学家的研究成果和面临的未解问题。
大型强子对撞机实验究竟会给我们和科学家提供什么样的答案？实验会发现黑洞，还是额外维度？这是眼下人们正期待的结果，也是作者在本书中探寻的问题。
从这本书中，你会明白什么是相对论，了解粒子物理学、量子力学的发展及其未能解决的问题，也会学到弦理论、超对称、额外维度等物理学家提出的等级问题的新的解决方案。为了让我们最终了解额外维度和高维世界，作者丽莎·兰道尔追溯了理论物理的发展历史，给我们呈现了一份详尽的文献，引领读者从宏观世界游览到微观世界。即便我们并不具备专业知识，也能跟上她的脚步。我们可以看到，早期的物理学家为了揭示物质的最基本构成，进行了怎样孜孜不倦的探索；也明白了正是由于粒子物理学的贡献，我们的现代生活才有如此先进的科技。计算机、电子通信、计算机技术、网络技术，又有哪项离得开这些根本理论的发现？而我们现在使用的万维网恰恰是从欧洲核子研究中心衍生出来的副产品。
兰道尔教授献给我们的是一本科普读物，而非学术论著，所以阅读本书并不要求读者具备高深的专业知识。本书深入浅出、通俗易懂，作者更多地用比喻来描述一些原本高深的物理现象，使它们与我们日常熟悉的现象联系起来。比如，她用以下例子讲解自发对称破缺：一支铅笔立在圆中心，在那短暂的一刻，所有方向对它都是相同的，但存在着一种旋转对称，当铅笔倒下时，原来的旋转对称则被打破；再如她用层层官僚机构、秘密在朋友间的传播，甚至是特洛伊战争，让我们理解了虚粒子的作用；还有，微扰理论就像是调颜料，为了得到理想的颜色，我们得一点一点循序渐进地加入少量的接近色。
翻译过程中查阅相关资料，有时会碰到论文或教科书之类，由于有太多的计算和专业术语，很多都是我难以领会的，我想，如若那不是给科学家看的，至少也是给物理学专业学生看的。还是回到这本《弯曲的旅行》才能更轻松地解读理论物理学，这才是给我们大众读者看的书。作者把枯燥的理论变得生活化起来，引领我们饶有兴味地读下去。
在本书中，生动有趣的比喻处处可见，池塘边的野鸭、橡胶管里的小虫、身材悬殊的同胞兄弟。作者说大统一的三种力就如同一个受精卵发育成的三胞胎，虽然最终长成了三个性格迥异的青年——一个留着染了色的朋克头，一个留着水手样的小平头，而另一个像艺术家一样扎着小辫子，但他们都有着相同的DNA，小时候让人难以分辨。有了这样的比喻，你还会感觉理论物理学超出我们的理解吗？为了增加阅读的乐趣，抓住读者的注意力，她还在每章的篇首都给出了一个简短的生活故事，由阿西娜和他的哥哥艾克贯穿始终。同时，每章标题下还引用了一段文字，或小诗，或歌词，或短评。从中，我们可以预期本章的内容，由此唤起阅读的兴致。
在书中，我们还能从一个侧面了解到科学家的生活点滴：在欧洲核子研究中心工作的物理学家是幸运的，尽管城里的冬天常常阴云密布，但他们却能沐浴着阳光，皮肤黝黑地度过冬季，因为在附近的山上就能滑雪、溜冰或是徒步旅行；而有时，他们又会过度专注于自己的思考，甚至过边境时都忘了停车接受检查。拉曼·桑卓姆，作者的一位合作者，尽管两人的研究在史蒂芬·霍金那里备受推崇，但此前他却因难以得到一份正式的教职而不得不做了好几期博士后，甚至差点儿放弃了物理学，好在事情有了转机，他终于找到了工作。由此，我们也看出了一位博士后的无奈。还有，作者在咖啡馆里，品着冰激凌，与同事共同探讨新的论题；或者坐在公园的长椅上，看着湖光山色，得出自己的计算结果。这些点滴，将科学家作为普通人的一面栩栩如生地展现在了我们面前。
翻译该书的过程，也是我学习成长的过程。每翻译完一章，就像是登上了一个山头：极目望去，风光无限。长舒一口气，满怀信心地展望下一山头，又是一片全然不同的风景，使我迫不及待地要去探索。在翻译过程中，尤其日本人名的翻译是一件颇费周折的事，你不可能从英文直接音译成汉字，必须恢复其日语发音，像朝永振一郎是在文献里能查到的，而其他几位如外村彰（Akira Tonomura）等就不那么容易了。
我请教教日语的同事程笙教授，而程教授又不辞辛劳地打国际长途问过几位日本学者，几经周折才最终从早稻田大学的一位教授那里得到确认。由此，我深深敬佩程教授的严谨和不懈，同时深表感激。另一日本老师名为村山齐（Hitoshi Murayama），这一译名是我的爱人张宏伟先生帮助查阅日本网站找到的，在翻译这本书的过程中，他给予了我许多帮助和支持，在此，也对他说声“谢谢”。田南阳老师为本书校稿，实乃字斟句酌，付出良多，是我最应表示感谢的人。我要致谢的人还有李绍明老师、季阳老师，正是他们对我的信任和支持，才让我有机会和勇气承担起翻译此书的任务。另外王明岩、杨桂玲、谭慧英也参与了本书的部分工作，在此一并表示感谢。
由于时间紧迫，专业知识有限，书中难免存在疏漏和不足，敬请读者不吝指正。
[1]对英国读者来说，是一个孩子的攀爬架。
[2]确实有人问过我此类问题。
[3]如果要挑毛病，你会提出反对意见，说山姆也有年龄，因此还应再有一维。在这里，我们假定对于山姆来说数年如一日，因此年龄就成了一个无关量。
[4]应该说，火腿切片是有厚度的，即便很薄，仍是三维的。但它在另外的这一维度上，尺寸非常小，因此我们可以近似地把它们当作二维的。但即使任意换作别的二维薄片，我们仍可以设想，以此方式将它们结合在一起，从而形成三维物体。
[5]同样地，如果书页真是二维的，那么它们就该是绝对没有厚度的无限薄的切片。但现在，这么薄的书页就是最为近似的二维物体了。
[6]在这章及以后的章节里，我们会明确空间维度。引进相对论后，我们会转向时空，把时间当作另一维度考虑在内。
[7]本书中的“有质量”物体是为了与质量为零（且以光速运动）的“无质量”物体相区别。
[8]2004年，红袜队赢得了全美棒球联赛的冠军；而上一次得冠军，是在1918年，一年后卡鲁扎就提出了额外维度——这是多久以前的事了啊。
[9]匀速既给出了速度，也给出了方向。
[10]别误会，我还是很喜欢火车的，但我希望在美国铁路事业能得到更好的扶持。
[11]尽管在美国火车总不能协调好时间，但“美铁”（Amtrak）宣传阿西乐（Acela，穿越东北走廊的快速列车）的广告语“用空间换时间”，似乎确实承认了狭义相对论。但是，“时间”和“空间”并非可以等价交换，尽管“用时间换空间”的口号真正描述了我严重延误的火车旅行，但对于高速列车来说，这可算不上是一个吸引人的广告。
[12]雅诺什·鲍耶是一个天才，尽管他的父亲法尔卡什·鲍耶（Farks Bolyai）希望他能成为一位数学家，可雅诺什却因为贫穷没能进入学院而参加了军队。他对非欧几何的研究开始也受到了别人的打击，他最终将它发表只不过是因为父亲坚持要把它放进自己的一本著作里。法尔卡什是高斯的朋友，他把雅诺什写的附录寄给高斯。但不出所料，这次还是让雅诺什失望了：尽管高斯看到了雅诺什的天资，但在回信中，他只说道：“要我称赞他，结果会成了称赞我自己。因为在过去这30年甚至是35年里，我一直在冥思苦想的正是这些内容，他的全部研究几乎与我的完全一致。”就这样，雅诺什的数学生涯再次受挫。
[13]那是在第一次世界大战期间，史瓦西正在德国军队服役，当时他还在俄国前线上。
[14]这个名字指的是电子，而不是希腊神话中的人物。
[15]“紫外光”的意思是“高频率”。
[16]黑体实际是一个理想化物体，现实物质（如煤）并非完美的黑体。
[17]“……不惜一切代价”的基础是，不能违背热动力学的两个定律。
[18]波长等于普朗克常数h除以动量。
[19]尽管在空间中确定一点需要三个坐标，但我们常常将其简化，假定波函数只依赖于一个坐标。这使得我们很容易在一张纸上画出波函数的图像。
[20]托马斯·杨甚至帮助解读了罗塞塔石碑上的古埃及文字。
[21]人们实际能够探测到单个光子，但是要通过精心设计的实验。通常，我们看见的标准光都是由许多光子组成的。
[22]GeV是一种能量单位，我很快就要讲到。
[23]在这一例子里，我们假设水龙头滴水是不规律的。真正的水龙头并不一定这样。
[24]在此，我就不再推算这一数字了。
[25]以上推理并不能完全真实地解释真正的不确定性原理，因为你永远无法确定，在测量的这一有限的时间段内，测到的就是真正的频率。难道水会永远这么滴下去吗？还是只有在测量的这段时间内在滴？尽管这很微妙，有点难以表现，但即便用一个更为精确的秒表，也永远都不可能做得更好，超过真正的不确定性原理。
[26]这与前面章节里提到的普朗克长度是同一个量。
[27]有一定物理基础的人就会知道，它是指轨道倾斜动量。
[28]尽管被称作“标准模型”，但习惯中存在歧义：有人将假想的希格斯粒子也包括在内，但这里指的只是那些已知粒子，这是我所遵循的惯例。在第10章我们将探讨希格斯粒子。
[29]猫没有锁骨，脊柱灵活、容易弯曲。因此可以将身体团成一团，以保持其斜向的冲势。事实上，对此，人们至今仍在研究。
[30]理查德·费曼（Richard Feynman）说过：“从人类历史的长远角度来看，比如，从现在算起到1万年以后，19世纪最为重要的事件毫无疑问是麦克斯韦电动力定律的发现。”
[31]这是对一个称为电子异常磁矩的量测量而得出的。
